CN1888121A - 一种无铅喷金料 - Google Patents
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Abstract
一种无铅喷金料，属金属化薄膜电容器端面喷涂用金属材料的制备技术领域，包括锡，锑，铜，锌，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)，各组份的组成按重量百分比计分别为：锡(Sn)20－90％，锑(Sb)0.1－1.7％，铜(Cu)0.01－0.5％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.01－0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％；杂质中各组份的组成按重量百分比计分别为：铁≤0.01％，硅≤0.01％，铅≤0.03％，镉≤0.002％。本发明针对现有无铅喷金料仍然存在的问题，通过添加混合稀土金属，以进一步改善无铅喷金料的加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种无铅喷金料，属金属化薄膜电容器端面喷涂用金属材料的制备技术领域。
背景技术
已被广泛应用的金属化薄膜电容器端面喷涂用金属材料，典型的传统产品为铅基五元喷金料，含有超过50％重量百分比的铅，而铅对人体有强烈毒性，因而正在被无铅喷金料全面替代。已有专利号为ZL02111554.0的无铅喷金料，各项电器机械性能均优于传统铅基五元喷金料，熔点和铅基五元喷金料接近，只需做不大的工艺参数调整，即能适应原使用低熔点铅基五元喷金料的喷金机使用，该发明中各组份按重量百分比分别为：锌(Zn)12-25％；锑(Sb)1-3％；铜(Cu)0.1-1％，其余为锡，即含有86.9-71％的锡，而原有铅基五元喷金料，仅含37-39％的锡，由于锡价较贵，在某种程度上增加了无铅喷金料的价格，也相应增加了金属化薄膜电容器的生产成本，因而仍影响金属化薄膜电容器实现无铅化喷涂的应用进度。
为了降低成本，于是又有专利申请号为2005100610198的无铅喷金料发明，其关键是降低了锡的含量，增加了锌的含量，这样，因锌价低于锡价，而使成本下降，但随着锌含量的增加，硬脆相锌锑锡铜间化合物也增加，加工难度也相应增加，使喷金丝柔韧性降低，在喷金过程中易于断丝、堵枪。为了改善加工性能，采用降低锑铜含量的办法，这就是无铅喷金料第三只发明专利的由来。该发明专利已被受理并初审合格，专利申请号为2004100499462。但是降低锑和铜的含量并不能彻底解决由于锌含量增加带来的加工难度的全部问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能进一步改善无铅喷金料的加工性能的无铅喷金料。
本发明为一种无铅喷金料，包括锡，锑，铜，锌等，其特征在于还同时包含以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)，各组份的组成按重量百分比计分别为：锡(Sn)20-90％，锑(Sb)0.1-1.7％，铜(Cu)0.01-0.5％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.01-0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
所述杂质中各组份的组成按重量百分比计分别为：铁(Fe)≤0.01％，硅(Si)≤0.01％，铅(Pb)≤0.03％，镉(Cd)≤0.002％。
本发明针对现有无铅喷金料仍然存在的问题，通过添加以镧、铈等轻质稀土元素为主的混合稀土金属，以进一步改善无铅喷金料的加工性能。稀土元素的活性较大，它的加入可起到以下的作用：
一、与合金中不可避免熔入的气体结合，使含气量降低，结构致密；
二、抢先于合金其它主要成份与氧作用，可减少合金主成份的氧化物含量；
三、使原先的针状存在的金属间化合物球化，这有点类似于稀土元素在球墨铸铁中使针状铁碳化合物球化，结果使合金塑性增加而脆性减少，从而有利于后道工序的加工；
四、使合金晶粒细化，合金导电性能增加。
具体实施方式
实施例1：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)79.58％，锑(Sb)1.685％，铜(Cu)0.321％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.05％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
实施例2：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)67.67％，锑(Sb)1.275％，铜(Cu)0.042％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
实施例3：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)57.28％，锑(Sb)1.487％，铜(Cu)0.0537％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.1％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
实施例4：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)46.94％，锑(Sb)1.303％，铜(Cu)0.0624％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.15％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各成份的重量百分比总和为100％。
实施例5：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)36.98％，锑(Sb)1.142％，铜(Cu)0.0582％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
实施例6：
各组份的组成按重量百分比计，分别为锡(Sn)25.42％，锑(Sb)0.98％，铜(Cu)0.0593％，以镧(La)、铈(Ce)等轻质稀土元素为主的混合稀土金属(Re)0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌(Zn)，各组份的重量百分比总和为100％。
上述实施例的各项性能检测值列表如下：
| 实施例 | Sn(％) | Sb(％) | Cu(％) | Re(％) | Zn(％) | 固相线(℃) | 液相线(℃) | 机械性能 | 电阻率(mΩ.mm2/m) | |
| Bb(N/mm2) | δ100(％) | |||||||||
| 1 | 79.58 | 1.685 | 0.321 | 0.05 | 余量 | 204.6 | 291 | 116 | 42 | 105.18 |
| 2 | 67.67 | 1.275 | 0.042 | 0.2 | 206 | 328.9 | 133 | 48 | 92.32 | |
| 3 | 57.28 | 1.487 | 0.0537 | 0.1 | 204 | 360 | 152 | 38 | 87.23 | |
| 4 | 46.94 | 1.303 | 0.0624 | 0.15 | 204.6 | 362.3 | 159 | 35 | 82.17 | |
| 5 | 36.98 | 1.142 | 0.0528 | 0.2 | 204.7 | 374 | 194.8 | 28 | 77.06 | |
| 6 | 25.42 | 0.983 | 0.0593 | 0.2 | 205.8 | 379.2 | 202.3 | 24 | 72.18 | |
与上述实施例成份相近但不含稀土的无铅喷金料及五元铅基喷金料的各项性能平均值如下：
| 对比例 | Sn(％) | Sb(％) | Cu(％) | Zn(％) | Pb(％) | Bi(％) | 固相线(℃) | 液相线(℃) | 机械性能 | 电阻率(mΩ.mm2/m) | |
| Bb(N/mm2) | δ100(％) | ||||||||||
| 1 | 80 | 1.5 | 0.4 | 余量 | / | / | 196 | 330.7 | 96 | 39 | 115 |
| 2 | 70 | 1 | 0.06 | 191.3 | 334.6 | 129 | 38 | 96.5 | |||
| 3 | 60 | 1 | 0.06 | 196.4 | 361.1 | 154 | 36 | 88.8 | |||
| 4 | 45 | 1 | 0.06 | 195 | 361.8 | 183 | 26 | 83.3 | |||
| 5 | 35 | 1 | 0.06 | 194.5 | 372.1 | 192 | 18.5 | 78.09 | |||
| 6 | 25 | 1 | 0.06 | 190.2 | 378.6 | 198 | 17 | 73.29 | |||
| 铅基五元 | 38 | 1 | / | 2 | 余量 | 0.35 | 166.3 | 173.4 | 48 | 23 | 142.6 |
从上述二表对照，可见添加混合稀土元素给合金的固、液相线都略有上升；而机械强度，在含锡量高时，强度略有上升，含锡量低时，强度又略有下降，但相差不是很大。但混合稀土的加入，使断后延伸率有明显增加，这就使拉丝加工变得容易，混合稀土的加入同时使合金的电阻率略有下降。
本发明不局限于上述实施例，可以根据不同的性能要求和使用场合优化组合成不同的配比来达到生产和使用厂商的要求，但不均以任何形式限制本发明的范围。
Claims (2)
1、一种无铅喷金料，包括锡，锑，铜，锌，其特征在于还同时包含以镧、铈等轻质稀土元素为主的混合稀土金属，各组份的组成按重量百分比计分别为：锡20-90％，锑0.1-1.7％，铜0.01-0.5％，以镧、铈等轻质稀土元素为主的混合稀土金属0.01-0.2％，总量不大于0.05％的杂质，其余为锌，各组份的重量百分比总和为100％。
2、按权利要求1所述的一种无铅喷金料，其特征在于所述杂质中各组份的组成按重量百分比计分别为：铁≤0.01％，硅≤0.01％，铅≤0.03％，镉≤0.002％。
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